Zašto nanoformulirani lijekovi?

• Ultrazvučne nanoemulzije se ističu kao nosači lijekova zahvaljujući znatno većem kapacitetu solubilizacije od jednostavnih micelarnih rastvora.
• Njihova termodinamička stabilnost nudi prednosti u odnosu na nestabilne sisteme kao što su emulzije, disperzije i suspenzije makro veličine.
• Hielscher ultrazvučni uređaji koriste se za pripremu nanoemulzija s kapljicama do 10nm – u malom obimu i u industrijskoj proizvodnji.

Farmaceutske nanoformulacije proizvedene snažnim ultrazvukom

Budući da su farmakološki učinci uglavnom direktno povezani s koncentracijama u plazmi, apsorpcija i bioraspoloživost aktivnih farmaceutskih sastojaka presudne su. Bioraspoloživost fitokemikalija kao što su kanabinoidi (tj. CBD, THC, CBG i drugi) ili kurkuminoidi ograničena je zbog slabe rastvorljivosti, slabe permeacije, niske sistemske raspoloživosti, nestabilnosti, opsežnog metabolizma prvog prolaza ili razgradnje u gastrointestinalnom traktu.
Nanoformulacije kao što su nanoemulzije, liposomi, micele, nanokristali ili napunjene nanočestice koriste se u farmaceutskim proizvodima i dodacima prehrani za poboljšanu i/ili ciljanu isporuku lijekova. Poznato je da su nanoemulzije vrlo dobri nosači za postizanje visoke bioraspoloživosti aktivnih farmaceutskih sastojaka (API) i fitokemijskih spojeva. Osim toga, nanoemulzije mogu štititi i API koji mogu biti podložni hidrolizi i oksidaciji. API i fitokemikalije (npr. kanabinoidi, kurkuminoidi) kapsulirani u nanoemulzijama tipa U/V testirani su u raznim naučnim ispitivanjima i dobro su etablirani kao nosači lijekova s vrhunskim stopama apsorpcije.

Ultrazvučna nanoemulzifikacija oralno primijenjenih lijekova

Bioraspoloživost oralno primijenjenih flavonoida, kao i mnogih drugih fenolnih aktivnih sastojaka, ozbiljno je ograničena opsežnom glukuronidacijom prvog prolaza. Kako bi se prevladala ograničenja slabe bioraspoloživosti, nosači nanometarske veličine kao što su nanoemulzije i liposomi opsežno su evaluirani za razne lijekove i pokazali su odlične rezultate u poboljšanju apsorpcije.
Paklitaksel: Nanoemulzije napunjene paklitakselom (lijekom za hemoterapiju koji se koristi u liječenju raka) imale su veličinu kapljica između ~90,6nm (najmanja srednja veličina čestica) i 110nm.
“Rezultati farmakokinetičkih studija pokazali su da je kapsuliranje paklitaksela u nanoemulzije značajno povećalo oralnu bioraspoloživost paklitaksela. Povećana oralna bioraspoloživost paklitaksela u nanoemulzijama, mjerena površinom ispod krivulje (AUC), može se pripisati solubilizaciji lijeka u uljnim kapljicama i/ili prisustvu surfaktanata na granici faza ulje–voda. Povećana apsorpcija paklitaksela može se pripisati i zaštiti lijeka od kemijske, kao i enzimske razgradnje. U literaturi je zabilježena poboljšana oralna bioraspoloživost raznih hidrofobnih lijekova u emulzijama tipa U/V.” [Tiwari 2006, 445]

Kurkuminoidi: Lu et al. (2017, str. 53) izvještavaju o pripremi ultrazvučno ekstrahiranih kurkuminoida, koji su ultrazvučno emulgirani u nanoemulziju. Kurkuminoidi su ekstrahirani u etanolu ultrazvučnom obradom. Za nanoemulzifikaciju stavili su 5mL ekstrakta kurkuminoida u bočicu i isparili etanol pod dušikom. Zatim je dodano 0,75 g lecitina i 1 mL Tweena 80 te je homogeno izmiješano, nakon čega je dodano 5,3mL deionizirane vode. Smjesa je temeljito miješana, a potom ultrazvučno obrađena.
Ultrazvučna nanoemulzifikacija rezultirala je uniformnom nanoemulzijom kurkuminoida prosječne veličine čestica od 12,1 nanometar i sferičnog oblika, što je utvrđeno TEM-om (vidi sliku ispod).

Sl.: DLS raspodjela veličine čestica (A) i TEM snimak (B) disperzije kurkuminoida, zajedno s raspodjelom veličine čestica dobivenom direktno iz TEM snimka (C).
(Slika i studija: © Lu et al., 2017)

Polimeri kao što su polilaktid-ko-glikolna kiselina (PLGA) ili polietilen glikol često se koriste kao glavna komponenta za poboljšanje kapsuliranja i povećanje i stabilnosti i oralne bioraspoloživosti. Međutim, upotreba polimera povezana je s većom veličinom čestica (često >100nm). Nanoemulzija kurkuminoida koju su pripremili Lu et al. imala je znatno smanjenu veličinu od 12-16nm. Poboljšan je i rok trajanja, uz visoku stabilnost naše nanoemulzije kurkuminoida tokom perioda skladištenja od 6 mjeseci na 4℃ i 25℃, što pokazuje srednja veličina čestica od 12,4 ± 0,5nm, odnosno 16,7 ± 0,6nm nakon dugotrajnog skladištenja.

Učinak farmaceutskih pomoćnih tvari i ultrazvučne nanoemulzifikacije

Dong et al. istražili su 21 farmaceutsku pomoćnu tvar i njihove učinke na bioraspoloživost modelnog flavonoida krizina. Pet pomoćnih tvari – a to su Brij 35, Brij 58, labrasol, natrijev oleat i Tween20 – značajno je inhibiralo glukuronidaciju krizina. Natrijev oleat bio je najsnažniji inhibitor glukuronidacije.

Mebudipin: Khani et al. (2016) izvještavaju o formulaciji nanoemulzije napunjene mebudipinom koja sadrži etil-oleat, Tween 80, Span 80, polietilen glikol 400, etanol i DI vodu, a pripremljena je pomoću ultrazvučnog uređaja sa sondom. Utvrdili su da je veličina čestica za optimalnu formulaciju iznosila 22,8 ± 4,0 nm, što je rezultiralo relativnom bioraspoloživošću nanoemulzije mebudipina povećanom otprilike 2,6 puta. Rezultati in vivo eksperimenata pokazali su da je formulacija nanoemulzije mogla značajno povećati bioraspoloživost mebudipina u poređenju sa suspenzijom, varijantom rastvorljivom u ulju i micelarnim rastvorom.

Ultrazvučna nanoemulzija za okularnu isporuku lijekova

Okularne nanoemulzije, npr. za oftalmološku isporuku lijekova, pripremljene su kako bi se postigla bolja raspoloživost, brža penetracija i veća efikasnost.
Ammar et al (2009) formulirali su dorzolamid hidrohlorid u nanoemulziju (raspon veličina 8,4-12,8nm) kako bi postigli pojačane učinke u liječenju glaukoma, smanjenje broja primjena dnevno i bolju saradnju pacijenata u odnosu na konvencionalne kapi za oči. Razvijene nanoemulzije pokazale su brz početak djelovanja lijeka i produžen učinak, kao i povećanu bioraspoloživost lijeka u poređenju s konvencionalnim proizvodom na tržištu.
visoke terapijske efikasnosti

Morsi et al. (2014) pripremili su nanoemulzije napunjene acetazolamidom na sljedeći način: 1% w/w acetazolamida (ACZ) ultrazvučno je obrađeno sa smjesama surfaktanta / ko-surfaktanta / ulja do potpunog rastvaranja lijeka, nakon čega je kap po kap dodavana vodena faza koja sadrži 3% w/w dimetil sulfoksida (DMSO) kako bi se pripremile nanoemulzije koje sadrže 39% w/w vodene faze, dok je za pripremu nanoemulzija sa 59% sadržaja vode korištena vodena faza koja sadrži 20% DMSO-a. DMSO je dodan kako bi se spriječilo svako taloženje lijeka nakon dodavanja vodene faze. Nanoemulzije su pripremljene sa srednjom veličinom kapljica od 23,8-90,2nm. Nanoemulzije pripremljene s višim sadržajem vode od 59% pokazale su najveće oslobađanje lijeka.
Nano-emulgirani acetazolamid uspješno je formuliran u obliku nanoemulzije, koja je pokazala visoku terapijsku efikasnost u liječenju glaukoma uz produžen učinak.

Visokoučinkoviti ultrazvučni uređaji za nanoemulzifikaciju i nanokapsuliranje

Hielscher Ultrasonics nudi ultrazvučne sisteme od kompaktnih laboratorijskih homogenizatora do industrijskih rješenja po principu ključ u ruke. Za proizvodnju nanoemulzija najviše farmaceutske kvalitete ključan je pouzdan proces emulzifikacije. Širok izbor sonotroda i protočnih ćelija kompanije Hielscher te opcionalni umetak MultiPhase Cavitator MPC48 omogućavaju našim kupcima da postave optimalne uslove obrade za proizvodnju emulzija nanometarske veličine standardizirane, pouzdane i konzistentne kvalitete. Hielscher ultrazvučni uređaji opremljeni su najsavremenijim softverom za rad i kontrolu – što osigurava pouzdanu proizvodnju standardiziranih farmaceutskih proizvoda i dodataka prehrani farmaceutske kvalitete.
Kontaktirajte nas danas kako biste otkrili mogućnosti ultrazvučno nanoformuliranih API i fitokemikalija!